Validación del proceso de esterilización con calor húmedo para radiofármacos y materiales

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1 IPEN Informe Científico Tecnológico. Volumen 14 (2014). p ISSN Validación del proceso de esterilización con calor húmedo para radiofármacos y materiales Anita Robles *, Mariel Moore, Mario Morote, Buenaventura Guevara, Delcy Castro, Wilson Paragulla, Ramos Martínez, Elías Ocaña, Carlos Novoa Dirección de Producción, Instituto Peruano de Energía Nuclear, Av. Canadá 1470, Lima 41, Perú Resumen Se ha diseñado y aplicado un protocolo de validación para el proceso de esterilización de radiofármacos y materiales, mediante calor húmedo para soluciones inyectables de Pertecnetato de Sodio Tc 99m (placebo) y de materiales en cumplimiento de las buenas prácticas de manufactura de productos farmacéuticos. Se desarrolló el ciclo de esterilización establecido para cada carga, de acuerdo con los siguientes parámetros: temperatura 121 C ± 1 C, presión 15 ± 0.5 psi y tiempo de exposición de 20 y 15 minutos, respectivamente. Los resultados en la prueba de penetración con carga los valores F 0 fueron mayores a 20 minutos a 121 C y para el desafío biológico, mediante indicadores biológicos (esporas de Bacillus stearothermophilus) fue negativo en puntos más fríos, en tres corridas consecutivas. El proceso de esterilización para cada carga y equipamiento ha quedado validado por cumplir los criterios de aceptación establecidos. Abstract A validation protocol has been designed and applied for the sterilization process of radiopharmaceuticals and materials, with humid heat for sodium pertechnetate Tc-99m injection solution (placebo) and materials, in compliance with good manufacturing practices for pharmaceutical products. The sterilization cycle set for each load is developed, according to the following parameters: 121 C ± 1 C (temperature), 15 ± 0.5 psi (pressure) and an exposure time of 20 and 15 minutes, respectively. The results in the penetration test with load, F0 values were higher than 20 minutes at 121 C and for the biological challenge by biological indicators (Bacillus stearothermophilus) was negative in colder spots, in three consecutive runs. The sterilization process for each load and equipment has been validated to meet the established acceptance criteria. 1. Introducción De acuerdo con las Buenas Prácticas de Manufactura de productos farmacéuticos (BPM) los procesos de esterilización deben ser validados. La esterilización por calor húmedo produce la letalidad de los microorganismos mediante coagulación de sus proteínas celulares (ADN) en soluciones acuosas y materiales termoestables y no sensibles a la humedad [1]. Para controlar este proceso debe tenerse en cuenta parámetros como la temperatura, presión y tiempo en una cámara de autoclave. Cuando se esteriliza materiales termoestables por el método de esterilización terminal, se puede adoptar el proceso de sobremuerte bacteriana (Overkill) para asegurar un nivel de seguridad alto, independientemente del número y la resistencia al calor de los microorganismos en la carga [2,3]. Se caracteriza por el valor F 0 (tiempo de muerte), se encuentran valores altos de F 0 pero solo se considera el valor mínimo de F 0 que es el que proporciona al menos una reducción de 12-log del microorganismo con un valor D de un minuto a 121 C. Un cálculo rápido en base a la temperatura y tiempo sería lograr un F 0 igual 12 minutos como mínimo en un proceso Overkill [4,5]. * En el presente trabajo se ha diseñado un protocolo de validación del procedimiento de esterilización por calor húmedo para los radiofármacos (soluciones inyectables) y materiales, sobre la base de principios y conceptos básicos de validación establecidos en las guías de la USP y OMS [2,6]; así como experiencia en la tecnología del proceso de esterilización y áreas limpias. 2. Metodología Para realizar la validación del procedimiento de esterilización terminal, previamente se ha *Correspondencia autor: arobles@ipen.gob.pe 19

2 Robles A, Moore M, Morote M, et al. Informe Científico Tecnológico. Volumen 14 (2014). p desarrollado la calificación de la instalación y operación de cada equipo, cumpliéndose las especificaciones del fabricante y del usuario. Sobre la base de la calificación anterior se ha realizado la validación del proceso de esterilización por calor húmedo, mediante la elaboración del protocolo de validación de tipo concurrente. En la validación del proceso de esterilización por calor húmedo de radiofármacos y materiales de partida empleados en la fabricación de los mismos, se realizaron las pruebas de penetración con y sin desafío biológico para cada modelo de carga y equipo, y se establecieron los criterios de aceptación para considerarlo como un proceso validado, con las siguientes acciones en dos autoclaves identificadas como A1 y A Selección de la carga La carga seleccionada es la denominada peor caso para cada autoclave: Autoclave horizontal (A1) con carga 1(Q1) Radiofármacos, soluciones inyectables: 40 viales precintados con capacidad de 10 ml, se ha colocado solución fisiológica como placebo del NaTcO 4 -Tc 99m, por la alta tasa de dosis radiactiva del radiofármaco. Autoclave vertical (A2) con carga 2(Q2): Materiales para la producción de radiofármacos: 02 beaker de 500 cc con 110 unidades de tapones llanos de clorobutilo, cada uno. 02 tapas de polipropileno para frasco. 02 frascos de 250 cc vacíos. 01 caja metálica con filtro para gases y conexiones de neopreno. 03 frascos c/tapa de 1000 cc con 1 L de agua bidestilada, en cada frasco. 04 viales con tapón y precinto de aluminio de 100 cc con 80 ml de agua bidestilada, cada uno. 2.2 Prueba de penetración con calor húmedo Primera etapa: Para monitorear la temperatura se colocó junto a la carga máxima (peor caso) un mínimo de 10 sensores de temperatura calibradas y verificadas (termocuplas), seguido de un proceso de esterilización por tres veces consecutivas, de acuerdo con el protocolo establecido. Los puntos fríos son detectados en esta etapa. Segunda etapa: Identificado el punto(s) más frío en la carga de la etapa anterior, se procede a realizar el desafío microbiológico, colocando indicadores biológicos Geobacillus stearothermophilus ATCC 7953 en la cámara de la autoclave junto a los sensores ubicados en los puntos fríos. Nuevamente se realizó el proceso de esterilización por tres veces consecutivas. En esta etapa se evalúo la resistencia térmica del indicador biológico (IB), caracterizado por el valor F 0, que se calculó en base a las mediciones de temperatura/tiempo con la siguiente fórmula: Dónde: t: Temperatura en el instante de la lectura T: Temperatura base (121 ºC) Z: Incremento de la temperatura requerido para cambiar el valor de D en una unidad logarítmica. Se asume el valor Z del certificado de análisis del fabricante L: Intervalo de lectura (en minutos) a) Datos del indicador biológico utilizado para el desafío microbiológico IB: Esporas de Geobacillus stearothermophilus ATCC 7953 Carga Q1 Marca: Sterikon Plus Población: 1 x 10 6 esporas /unidad F 121 : 15 minutos (tiempo de muerte) Carga Q2 Marca: MagnaAmp Población: 1.7 x 10 5 esporas / unidad F 121 : minutos (tiempo de muerte) b) Datos del termómetro digital multicanal Carga Q1- A1 Marca Fluke modelo 2640A Sensor: Termocuplas tipo T (T01 al T15) Carga Q2-A2 Marca Digi-Sense Modelo Sensor: Termocuplas tipo T (T01 al T10) 20

3 IPEN Informe Científico Tecnológico. Volumen 14 (2014). p ISSN N Termocupla S1, S2, S5, S6, S7, S10, S11, S12, S15 S3, S4, S8, S9, S13, S14 Carga Q1 A1 Nivel principal Adelante 16 viales precintados de 10 ml de capacidad conteniendo suero fisiológico como placebo, colocados en una bandeja cribada cuadrada de acero inoxidable. Nivel principal Fondo 24 viales precintados de 10 ml de capacidad con suero fisiológico, colocados en una bandeja cribada circular de acero inoxidable. Figura 1. Ubicación de termocuplas y configuración de la carga Q1, cámara interna Autoclave A1. N Termocupla S1 S2 S3 S4 S5 S6 S7 S8 S9 S10 Carga Q2 A2 Segundo nivel Frasco de 1000 cc con agua bidestilada (1 L) Frasco 250 cc vacío Frasco 250 cc vacío Sin carga (control negativo) Frasco de 1000 cc con agua bidestilada (1 L) Frasco de 1000 cc con agua bidestilada (1 L) Primer nivel Beaker de 500 cc con 110 tapones llanos Beaker de 500 cc con 110 tapones llanos Caja metálica 4 Viales de 100 cc con agua bidestilada (80 ml) Figura 2. Ubicación de termocuplas y configuración de la carga Q2, cámara interna Autoclave. 2.3 Plan de muestreo Se colocaron indicadores biológicos -como mínimo - en los puntos más fríos detectados durante las pruebas de penetración de calor en la carga respectiva. Especificaciones técnicas: a) Parámetros del proceso de esterilización: Carga Q1 A1 Temperatura: 121 C ± 1 ºC Presión: 15 ± 0,5 psi Tiempo : 20 min Carga Q2 A2 Temperatura 121 C ± 1 C Presión 15 ± 0.5 psi Tiempo 15 min b) Controles físico-químicos: Penetración del calor F 0 15 minutos equivalentes a 121 C c) Controles microbiológicos: I.B. para la carga Q1 Sterikon Plus I.B. para la carga Q2 MagnaAmp Al término del período de incubación de los I.B. se interpreta de la siguiente manera: Indicador biológico de color morado o violeta, si vira a amarillo el resultado es positivo y sin viraje el resultado es negativo. Control positivo, no se esteriliza y vira a amarillo. 21

4 Robles A, Moore M, Morote M, et al. Informe Científico Tecnológico. Volumen 14 (2014). p Control negativo, se esteriliza y sin viraje de color (morado o violeta). 2.4 Método de análisis de la muestra Los I.B. esterilizados y no esterilizados (Control positivo) son incubados entre 55 C a 62 C por 48 horas, en una incubadora calibrada para la temperatura de incubación, según instrucciones del fabricante. El I.B. marca Sterikon Plus no presenta control negativo. 2.5 Criterio de aceptación El proceso de esterilización queda validado, si el resultado de las tres repeticiones (corridas) por cada prueba y carga está conforme a las especificaciones establecidas y si el monitoreo térmico nos indica que el proceso es reproducible. 3. Resultados y Discusión Publicaciones acerca de la validación del proceso de esterilización por calor húmedo aplicado a las soluciones radio farmacéuticas aún no han sido publicados; se conoce los lineamientos y principios publicados por la USP y OMS [2,6], pero como realizarlo Protocolo de Validación es propio de cada fabricante en función del equipo y la carga a esterilizar. En la prueba de desempeño, se ha cumplido con el ciclo de esterilización según los parámetros establecidos para cada configuración de carga: Para la carga Q1 en la autoclave A1; temperatura de 121 C ± 1 C por 20 minutos a una presión de 15,0 ± 0,5 psi, según las condiciones de operación del equipo y configuración de carga, Figura 3; se detectaron 2 puntos fríos en las posiciones S1 y S11 (Tabla 1). Los valores F 0 en la prueba de penetración con la carga Q1 fueron superiores a 20 minutos siendo el límite mínimo de F 0 15 minutos acumulados para 121 C para el indicador biológico Sterikon plus, Tabla 2. Los indicadores biológicos ubicados en las posiciones S1 y S11 -sometidos a esterilización- no mostraron crecimiento microbiano, el control positivo -no esterilizado- viró de color morado a amarillo como signo de crecimiento microbiano (Tabla 3). Figura 3. Monitoreo de la prueba de penetración con carga Q1 Autoclave A1. Para la carga Q2, en la autoclave A2, temperatura de 121 C ± 1 C por 15 minutos a una presión de 15,0 ± 0,5 psi, según las condiciones de operación del equipo y configuración de la carga, Figura 4; se detectaron 4 puntos fríos en las posiciones S1, S5, S6 y S8, Tabla 4. Los valores F 0 en la prueba de penetración con la carga Q2 fueron superiores a 28 minutos siendo el límite mínimo de F minutos acumulados para 121 C para el indicador biológico MagnaAmp, Tabla 5. Los indicadores 22

5 IPEN Informe Científico Tecnológico. Volumen 14 (2014). p ISSN biológicos ubicados en las posiciones S1, S5, S6 y S8 sometidos a esterilización no mostraron crecimiento microbiano; el control positivo no esterilizado viró de color morado a amarillo como signo de crecimiento microbiano y el control negativo esterilizado no viró de color (Tabla 6). Los valores de F 0 obtenidos en cada uno de las posiciones estudiadas, en las 3 corridas consecutivas, indican que el proceso de esterilización brinda suficiente letalidad para eliminar la carga microbiana potencialmente presente en las soluciones inyectables de radiofármacos y materiales esterilizados. Tabla 1. Prueba de penetración con calor húmedo con la cámara llena, carga Q1. Corrida Temperatura promedio C, corregida, en cada posición del sensor T C T C N S1 S2 S3 S4 S5 S6 S7 S8 S9 S10 S11 S12 S13 S14 S15 máx. min Especificación técnica: 121 C ± 1 C Puntos fríos en las posiciones S1 y S11. Corrida N Tabla 2. Valor F 0 en la prueba de penetración con la carga Q1 Autoclave a vapor A1. F0 min equivalentes acumulado a 121 C F0 minutos equivalentes acumulado a 121 C en cada posición F01 F02 F03 F04 F05 F06 F07 F08 F09 F010 F011 F012 F013 F014 F min Tabla 3. Resultados de los controles microbiológicos para la carga Q2 autoclave a vapor A2. Corrida No Lectura del indicador biológico S1 S11 Control (+) 1 Negativo Negativo Positivo 2 Negativo Negativo Positivo 3 Negativo Negativo Positivo Los I.B. Sterikon plus fueron colocados en las posiciones S1 y S11 (Figura 1). Figura 4. Monitoreo de la prueba de penetración con carga Q2 Autoclave A2. 23

6 Robles A, Moore M, Morote M, et al. Informe Científico Tecnológico. Volumen 14 (2014). p Tabla 4. Prueba de penetración con calor húmedo con la cámara llena, carga Q2. Corrida Temperatura promedio C, corregida, en cada posición del sensor T C T C N S1 S2 S3 S4 S5 S6 S7 S8 S9 S10 máx. min Especificación técnica: 121 C ± 1 C Puntos fríos en las posiciones: S1, S5, S6 y S8. Tabla 5. Valor F 0 en la prueba de penetración con la carga Q2 Autoclave A2. F0 min Corrida equivalentes F0 minutos equivalentes acumulado a 121 C en cada posición N acumulado a 121 C F01 F02 F03 F04 F05 F06 F07 F08 F09 F min Tabla 6. Resultados de los controles microbiológicos, para la carga Q2 Autoclave A2. Lectura del indicador biológico Corrida S4 Control N S1 S5 S6 S8 Control (+) (-) 1 Negativo Negativo Negativo Negativo Negativo Positivo 2 Negativo Negativo Negativo Negativo Negativo Positivo 3 Negativo Negativo Negativo Negativo Negativo Positivo Los I.B MagnaAMP fueron colocados en las posiciones S1, S5, S6 y S8. El control negativo en la posición S4 (Figura 2). 4. Conclusiones El proceso de esterilización por calor húmedo en las autoclaves A1 para la carga Q1 y A2 para la carga Q2, cumplen con las especificaciones y criterios de aceptación establecido en el protocolo de validación. Asimismo, no presentaron ninguna desviación durante el proceso de validación en las autoclaves A1 y A2 para las cargas Q1 y Q2, respectivamente. El proceso de esterilización por calor húmedo para las cargas Q1 y Q2 puede ser optimizado porque se ha determinado valores F 0 superiores al límite establecido en la USP (F 0 12 min). Los procesos de esterilización por calor húmedo aplicado a las soluciones de Pertecnetato de Sodio Tc99m y a los materiales por esterilización terminal queda validado, para cada equipo y configuración carga, respectivamente. 5. Agradecimientos Al personal de mantenimiento y al Ing. Max Medina, por haber dado las pautas para la calificación de las autoclaves. A los proveedores que brindaron asesoramiento en sus servicios como calibración y calificación de equipos térmicos. 6. Bibliografía [1] Iturralde JP. Fabricación de productos estériles (I): Esterilización y esterilidad. Industria Farmacéutica. 1999; 14(1): [2] U.S. Pharmacopeial Convention. USP 36 <1211>. Esterilización y garantía de Esterilidad de artículos farmacopeicos. 2014: [3] Agalloco J, Carleton F, (Eds.). Validation of pharmaceutical processes. 3rd. New York: CRC Press p [4] Syed I. Pharmaceutical master validation plan. Informa Healthcare. 2002: [5] Parenteral Drug Association (PDA). Validation of steam sterilization cicles. Technical Monograph N 1. Philadelphia, PA: Parenteral Drug Association, [6] World Health Organization. Technical Report Series N 957, Anexo 4: [7] Pharmaceutical Processes. 3 rd edition. 2007: [8] Lewis R. Practical guide to autoclave validation. Pharmaceutical Engineering July-August 2002; 22(4). 24